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DE102010027005B4 - Verfahren zur Herstellung eines Kabinenbauteils für ein Flugzeug, Kabinenbauteil für ein Flugzeug und System zur Montage in einem Flugzeug - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Kabinenbauteils für ein Flugzeug, Kabinenbauteil für ein Flugzeug und System zur Montage in einem Flugzeug Download PDF

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DE102010027005B4
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Dipl.-Ing. Marc (BA) Renz
Dipl.-Ing. Norbert (FH) Knopp
Dipl.-Ing. Grabmann Jürgen
Dr.-Ing. Völkle Dietmar
Markus Klingseis
Dipl.-Ing. Kuhnla Wolf-Dieter
Dipl.-Phys. Pätzold Ralph
Dipl.-Ing. Dirk-Achim (FH) Schevardo
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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Kabinenbauteils für ein Flugzeug, umfassend die SchritteAnordnen eines Sandwich-Aufbaus umfassend eine erste Wabe (1002, 1201, 1301) zur mechanischen Versteifung, eine zweite Wabe (1004, 1205, 1304) unterhalb der ersten Wabe (1002, 1201, 1301), eine erste Prepreg-Schicht (1001) oberhalb der ersten Wabe (1002, 1201, 1301) und eine zweite Prepreg-Schicht (1005) unterhalb der zweiten Wabe (1004, 1205, 1304),Anordnen eines elektronischen Bauteils (1003, 1102, 1203) zur Signal- und/oder Leistungsübertragung zwischen der ersten Wabe (1002, 1201, 1301) und der zweiten Wabe (1004, 1205, 1304) undErwärmen und Verpressen des Sandwich-Aufbaus.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kabinenbauteils für ein Flugzeug, ein Kabinenbauteil für ein Flugzeug und ein System zur Montage in einem Flugzeug.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Im Stand der Technik sind Kabinenbauteile zur Montage in einem Flugzeug bekannt. Ferner ist bekannt, Bauelemente zur Signalübertragung bzw. Leistungsübertragung an Kabinenbauteilen anzuordnen. Aus der DE 10 2006 049 030 B3 ist ein Lautsprechersystem für eine Flugzeugkabine bekannt. Bei dessen Herstellung wird eine erste Prepreg-Schicht oberhalb einer ersten Wabenstruktur angeordnet. Eine zweite Prepreg-Schicht wird unterhalb der ersten Wabenstruktur angeordnet. Ferner wird ein akustischer Treiber, wie beispielsweise ein piezoelektrischer Erreger auf die erste Prepreg-Schicht aufgeklebt. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Laminieren bzw. Erwärmen und Verpressen des durch die genannten Bauteile erzeugten Sandwichaufbaus. Die DE 10 2008 016 066 A1 offenbart eine Verbundplatte mit einer ersten Deckschicht, einer zweiten Deckschicht und einer zwischen der ersten Deckschicht und der zweiten Deckschicht angeordneten Kernschicht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Herstellung von Kabinenbauteilen mit daran angeordneter Elektrik und/oder Elektronik erfolgt bislang sequentiell, d.h. zunächst werden die Kabinenbauteile innerhalb eines Flugzeugs montiert und danach werden an oder in den Kabinenbauteilen die elektronischen bzw. elektrischen bzw. optischen Bauelemente angebracht. Hierdurch kann sich eine Vielzahl an aufeinander folgenden Arbeitsschritten ergeben, die die Produktionsdauer des Flugzeugs verlängern kann. Ferner ist es oftmals nach der Montage der Kabinenbauteile notwendig die Anordnung der elektrischen und/oder optischen Signalpfade anzupassen bzw. abzuändern, wodurch sich Verzögerungen im Produktionsablauf ergeben können.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren anzugeben, mit dem eine schnellere bzw. einfachere Montage von Kabinenbauteilen innerhalb eines Flugzeugsermöglicht wird, wobei es erfindungsgemäß ferner ermöglicht werden soll auf sich kurzfristig ergebende Anforderungen bezüglich der Anordnung von elektrischen und/oder optischen Signalpfaden, die an oder auf Kabinenbauteilen angeordnet werden, flexibel reagieren zu können. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein mit dem Verfahren hergestelltes Kabinenbauteil sowie ein System zur Montage in einem Flugzeug anzugeben. Erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die weiteren genannten Aufgaben werden gelöst durch ein Kabinenbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 sowie durch ein System zur Montage in einem Flugzeug mit den Merkmalen des Patenanspruchs 6.
  • Als erste Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kabinenbauteils für ein Flugzeug zur Verfügung gestellt, umfassend die Schritte: Anordnen eines Sandwich-Aufbaus umfassend eine erste Wabe zur mechanischen Versteifung, eine zweite Wabe unterhalb der ersten Wabe, eine erste Prepreg-Schicht oberhalb der ersten Wabe und eine zweite Prepreg-Schicht unterhalb der zweiten Wabe, Anordnen eines elektronischen Bauteils zur Signal- und/oder Leistungsübertragung zwischen der ersten Wabe und der zweiten Wabe und Erwärmen und Verpressen des Sandwich-Aufbaus.
  • Erfindungsgemäß kann vor dem Erwärmen und Verpressen eines Sandwich-Aufbaus mit Prepreg-Schichten innerhalb des Sandwich-Aufbaus eine jeweils erforderliche Elektronik bzw. jeweils erforderliche Elektronikbauteile bzw. sonstige Bauteile, wie z.B. Steckverbinder oder Lichtleiter, an oder innerhalb des Sandwich-Aufbaus angeordnet werden. Hierdurch kann nach Erwärmen und Verpressen ein vorkonfektioniertes Kabinenbauteil erhalten werden, wodurch sich eine schnellere Montage des Kabinenbauteils inklusive entsprechender Elektrik und/oder Elektronik ergeben kann.
  • Als zweite Ausführungsform der Erfindung wird ein Kabinenbauteil für ein Flugzeug zur Verfügung gestellt, umfassend: eine erste Wabe zur mechanischen Versteifung, eine zweite Wabe unterhalb der ersten Wabe, eine erste Prepreg-Schicht oberhalb der ersten Wabe, eine zweite Prepreg-Schicht unterhalb der zweiten Wabe, ein elektronisches Bauteil zur Signal- und/oder Leistungsübertragung zwischen der ersten Wabe und der zweiten Wabe, wobei das Kabinenbauteil nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
  • Als dritte Ausführungsform der Erfindung wird ein System zur Montage in einem Flugzeug zur Verfügung gestellt, umfassend: einen Sender zur Signalabsendung und/oder Leistungsabgabe und einen Empfänger zur Signalaufnahme und/oder Leistungsaufnahme, wobei der Sender an einem ersten erfindungsgemäßen Kabinenbauteil für ein Flugzeug angeordnet ist und der Empfänger an einem zweiten erfindungsgemäßen Kabinenbauteil für ein Flugzeug angeordnet ist, wobei das erste Kabinenbauteil und das zweite Kabinenbauteil unterschiedlich sind.
  • Eine Sender-Empfänger-Strecke zur Übertragung von Leistung und/oder Information bzw. Signalen ermöglicht die Überwindung von räumlichen Distanzen zwischen Kabinenbauteilen, die sich z.B. erst bei der Montage der Kabinenbauteile innerhalb des Flugzeugs ergeben können. Eine Sender-Empfänger-Strecke stellt daher eine flexible Möglichkeit dar signaltechnisch bzw. leistungstechnisch zwei oder mehr räumlich getrennte Kabinenbauteile miteinander zu verbinden.
  • Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei eine zweite Wabe unterhalb der ersten Wabe angeordnet ist, wobei die erste Wabe und die zweite Wabe zwischen der ersten Prepreg-Schicht und der zweiten Prepreg-Schicht angeordnet sind, wobei zwischen der ersten Wabe und der zweiten Wabe das Bauteil angeordnet wird.
  • Die Anordnung des elektronischen Bauteils zwischen zwei Waben führt zu einer allseitigen Kapselung z.B. einer elektrischen Schaltung, wodurch auf die Anordnung eines weiteren Schutzes gegen mechanische Belastung wie z.B. ein Gehäuse verzichtet werden kann.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei das Bauteil innerhalb eines Gehäuses angeordnet wird.
  • Die Anordnung des elektronischen Bauteils innerhalb eines Gehäuses bewirkt einen Schutz vor mechanischer und thermischer Belastung während des Press- und Erwärmvorgangs.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei zwischen der ersten Wabe und der zweiten Wabe eine Elastomer-Folie zur Schwingungsdämpfung angeordnet wird.
  • Eine Anordnung einer Elastomer-Folie zwischen den Waben kann zu einer Dämpfung mechanischer Schwingungen führen, wodurch das in den Sandwich-Aufbau eingebrachte Bauelement gegen Verwindungen geschützt werden kann.
  • In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wobei das elektronische Bauteil eine elektronische Schaltung oder eine Leiterplatte ist.
  • Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, Kabinenbauteile für ein Flugzeug bereitzustellen, die Bauelemente zur Signal- und/oder Leistungsübertragung bereits integriert aufweisen. Die Kabinenbauteile können durch Erwärmen und Verpressen mehrerer Prepreg- und Wabenschichten hergestellt werden, wobei die Bauelemente zwischen einzelnen Lagen angeordnet werden können. Ein weiterer erfindungsgemäßer Aspekt stellt das Auftragen von optischen oder elektrischen Pfaden auf Kabinenbauteilen dar, wodurch schnell und flexibel passende optische und/oder elektrische Pfade angeordnet werden können. Ferner können erfindungsgemäß Sender und Empfänger zur Signalübertragung bzw. Leistungsübertragung an unterschiedlichen Kabinenbauteilen angeordnet werden, um räumliche Distanzen zwischen unterschiedlichen Kabinenbauteilen überbrücken zu können.
  • Figurenliste
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigen
    • 1 eine schematische Darstellung einer optischen Signalübertragung,
    • 2 eine schematische Darstellung einer induktiven Leistungsübertragung,
    • 3 eine Darstellung eines Sandwich-Aufbaus vor dem Pressvorgang,
    • 4 eine schematische Darstellung einer externen Schnittstelle,
    • 5 ein Gehäuse zum Schutz einer Platine,
    • 6 eine schematische Darstellung eines Sandwich-Aufbaus mit einer Elastomer-Folie.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen optischen Signalübertragung mit einem Sender 101 und einem Empfänger 103 und einem Signalpfad 102 zwischen Sender 101 und Empfänger 103. Sender 101 und Empfänger 103 können dabei auf unterschiedlichen Kabinenbauteilen 104, 105 angeordnet werden. Die Ausbildung eines optischen Signalpfads 102 ermöglicht die Überwindung auch größerer räumlicher Distanzen bzw. die flexible Überwindung von Distanzen zwischen Sender 101 und Empfänger 103 tragenden Kabinenbauteilen 104, 105.
  • 2 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Überwindung einer Distanz zwischen zwei Kabinenbauteilen 203, 204 durch zwei Elemente 201, 202, die für eine induktive Leistungsübertragung vorgesehen sein können.
  • Durch die Anordnungen nach 1 und 2 kann flexibel auf sich ergebende Situationen bei der Montage von Kabinenbauteilen innerhalb eines Flugzeugs reagiert werden. Diese Flexibilität ist insbesondere bei zu überbrückenden Zwischenräumen vorteilhaft, die sich erst spät bei der Montage ergeben können.
    3 zeigt einen erfindungsgemäßen Sandwich-Aufbau mit einer ersten Prepreg-Schicht 1001, einer ersten Wabe 1002, einer Platine 1003, umfassend eine Leiterplatte auf der elektronische Bauteile angeordnet sein können, einer zweiten Wabe 1004 und einer zweiten Prepreg-Schicht 1005. Erfindungsgemäß kann der Sandwich-Aufbau durch Erwärmen und Verpressen verbunden werden, um ein fertiges Kabinenbauteil zu erhalten, das bereits die passende Elektronik aufweist. Hierdurch kann ein vorgefertigtes Kabinenbauteil erhalten werden, das durch seine Montage bereits zur Anordnung der passenden Elektronik führen kann, wodurch sich eine Beschleunigung der Montage ergeben kann, da die gesonderte Montage der Elektronik entfallen kann. Ferner stellen insbesondere die erste Wabe 1002 und die zweite Wabe 1004 einen Schutz der Elektronik z.B. vor mechanischen und/oder thermischen Belastungen dar.
  • Unter einem Prepreg (preimpregnated fibres, vorimprägnierte Fasern) wird ein Halbzeug verstanden, das aus Endlosfasern und einem reaktiven Harz besteht. Prepregs werden unter Druck und hoher Temperatur ausgehärtet. Beim Erwärmen verflüssigt sich das Harz und bettet die Fasern ein, bevor es auszuhärten beginnt. Zwischen zwei Prepreg-Schichten angeordnete Waben dienen vor allem der mechanischen Versteifung bzw. erfindungsgemäß dem Schutz einer eingebetteten Elektronik vor z.B. mechanischer Belastung.
  • 4 zeigt einen Querschnitt eines zusammengepressten Kabinenbauteils 1101 mit einer in der Mitte des Kabinenbauteils eingepressten Leiterplatte 1102, die z.B. eine externe Schnittstelle 1103 aufweisen kann.
  • 5 zeigt eine Leiterplatte 1203, die zwischen zwei Waben 1201, 1205 eingepresst angeordnet sein kann, wobei die Leiterplatte 1203 vor dem Heißpressen innerhalb eines Gehäuses 1204 eingebracht werden kann, um vor mechanischer und thermischer Belastung geschützt zu sein. Der Innenraum 1202 des Gehäuses 1204 sollte ausreichend groß ausgebildet sein, um auch nach der Heißpressung genügend Raum für die innen liegende Leiterplatte 1203 bieten zu können.
  • 6 zeigt eine erfindungsgemäße Ausbildung eines Innenraums 1303 zur Aufnahme z.B. einer Leiterplatte, wobei zwischen den einzelnen Waben 1301, 1304 eine Elastomer-Folie zur Schwingungsdämpfung angeordnet sein kann. Hierdurch kann eine sich innerhalb des Innenraums 1303 befindende Leiterplatte gegen Verwindung geschützt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 101
    Sender
    102
    optische Signalstrecke
    103
    Empfänger
    104
    Kabinenbauteil
    201
    Bauelement zur induktiven Leistungsübertragung
    202
    Bauelement zur induktiven Leistungsübertragung
    203
    Kabinenbauteil
    204
    Kabinenbauteil
    1001
    Prepreg-Schicht
    1002
    Wabe
    1003
    Leiterplatte
    1004
    Wabe
    1005
    Prepreg-Schicht
    1101
    Kabinenbauteil
    1102
    Leiterplatte
    1103
    externe Schnittstelle
    1201
    Wabe
    1202
    Ausnehmung
    1203
    Leiterplatte
    1204
    Gehäuse
    1205
    Wabe
    1301
    Wabe
    1302
    Elastomer-Folie
    1303
    Ausnehmung
    1304
    Wabe

Claims (6)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Kabinenbauteils für ein Flugzeug, umfassend die Schritte Anordnen eines Sandwich-Aufbaus umfassend eine erste Wabe (1002, 1201, 1301) zur mechanischen Versteifung, eine zweite Wabe (1004, 1205, 1304) unterhalb der ersten Wabe (1002, 1201, 1301), eine erste Prepreg-Schicht (1001) oberhalb der ersten Wabe (1002, 1201, 1301) und eine zweite Prepreg-Schicht (1005) unterhalb der zweiten Wabe (1004, 1205, 1304), Anordnen eines elektronischen Bauteils (1003, 1102, 1203) zur Signal- und/oder Leistungsübertragung zwischen der ersten Wabe (1002, 1201, 1301) und der zweiten Wabe (1004, 1205, 1304) und Erwärmen und Verpressen des Sandwich-Aufbaus.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das elektronische Bauteil (1003, 1102, 1203) innerhalb eines Gehäuses (1204) angeordnet wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei zwischen der ersten Wabe (1002, 1201, 1301) und der zweiten Wabe (1004, 1205, 1304) eine Elastomer-Folie (1302) zur Schwingungsdämpfung angeordnet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektronische Bauteil (1003, 1102, 1203) eine elektronische Schaltung oder eine Leiterplatte ist.
  5. Kabinenbauteil für ein Flugzeug umfassend eine erste Wabe (1002, 1201, 1301) zur mechanischen Versteifung, eine zweite Wabe (1004, 1205, 1304) unterhalb der ersten Wabe (1002, 1201, 1301) eine erste Prepreg-Schicht (1001) oberhalb der ersten Wabe (1002, 1201, 1301), eine zweite Prepreg-Schicht (1005) unterhalb der zweiten Wabe (1004, 1205, 1304) , ein elektronisches Bauteil (1003, 1102, 1203) zur Signal- und/oder Leistungsübertragung zwischen der ersten Wabe (1002, 1201, 1301) und der zweiten Wabe (1004, 1205, 1304), wobei das Kabinenbauteil nach einem Verfahren gemäß der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.
  6. System zur Montage in einem Flugzeug umfassend einen Sender (101, 201) zur Signalabsendung und/oder Leistungsabgabe und einen Empfänger (103, 202) zur Signalaufnahme und/oder Leistungsaufnahme, wobei der Sender (101, 201) an einem ersten Kabinenbauteil (105, 204) nach Anspruch 5 angeordnet ist und der Empfänger (103, 202) an einem zweiten Kabinenbauteil (104, 203) nach Anspruch 5 angeordnet ist, wobei das erste Kabinenbauteil (105, 204) und das zweite Kabinenbauteil (104, 203) unterschiedlich sind.
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